柴油发动机的控制装置以及控制方法制造方法及图纸

直接喷射式柴油发动机(1)具备能够进行多级喷射的燃料喷射喷嘴(7)，在中高负荷区域，为了碳烟的减少而在主喷射刚结束后进行后喷射。根据运转条件并通过对应图而对后喷射的喷射时机进行设定(步骤1)。在过渡时，基于油轨压力rPrail与目标油轨压力tPrail的差值ΔP而对后喷射的喷射时机进行校正(步骤3)。在校正后的喷射时机比阈值靠延迟角侧的情况下，禁止后喷射(步骤4～6)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及具备能够进行多级喷射的燃料喷射喷嘴、且在主喷射刚结束之后进行后喷射的直接喷射式柴油发动机的控制装置以及控制方法。
技术介绍
专利文献1、2等中记载有下述技术，即，为了抑制在直接喷射式柴油发动机中成为问题的碳烟(soot)的产生，在主喷射刚结束之后进行较短时间的后喷射，使伴随着主喷射的燃烧而产生的碳烟与后喷射的燃料一起燃烧。在这种后喷射的技术中，作为从主喷射结束起直至后喷射开始为止的时间间隔，存在与各运转条件相对应的最佳值，如图8的特性a所示，如果横轴所示的时间间隔逐渐增大，则通过以适当的时间间隔进行后喷射而呈现出碳烟的减少。此外，横轴的左端表示时间间隔为0时、即未进行后喷射的情况(换言之，未分割为主喷射和后喷射的情况)。因此，为了成为能获得最佳的碳烟减少效果的时间间隔，例如以对应图的形式对与运转条件(负荷、转速等)相应的后喷射的喷射时机进行设定。在图8的例子中，这种最佳的后喷射的喷射时机作为喷射时机IT1而设定。然而，在内燃机的过渡时，后喷射的碳烟的减少效果下降。例如，图8的特性b表示加速时的后喷射的特性的例子，但如图所示，在预先作为最佳点而设定的喷射时机IT1，碳烟几乎未减少，在与其相比增大时间间隔时，呈现出碳烟的减少。根据本专利技术人的研究，可以认为这是因为在加速时，在后喷射之前进行的主喷射时的燃料压力(所谓的油轨压力)因响应延迟而比作为目标的燃料压力(稳定时的目标燃料压力)低，因此在腔室内无法获得所需的气体流动。即，经由共轨而供给至燃料喷射喷嘴的燃料压力基于内燃机转速以及负荷而设定为可变，因此在过渡时燃料压力的目标值发生变化，通常在加速时作为目标的燃料压力升高。然而，实际的燃料压力的变化中存在响应延迟，因此在主喷射时未达到所需的燃料压力，喷雾的动量下降。因此，对于碳烟的减少而最佳的后喷射的喷射时机不同。图9是用于说明主喷射的腔室内的气体流动以该方式对后喷射造成的影响的说明图，以等高线状示出燃烧室内的局部的空气过剩率的分布。此外，附图是以将空气过剩率划分为14个等级的方式而描绘的，作为具有代表性的例子，符号E1所示的区域的空气过剩率最高，符号E3所示的区域的空气过剩率最低，符号E2所示的区域是中间的空气过剩率的区域。图(a)表示在适当的燃料压力下的主喷射之后进行后喷射时(后喷射结束时)的燃烧室内的空气过剩率分布。在该阶段，因活塞开始下降以及主喷射的动量而产生逆挤气流，腔室底部周围的燃烧部要借助该挤气流而向腔室中央部移动。图(a)获得了所需的气体流动，因此后喷射的喷雾F被向氧以某种程度存在的区域喷射。因此，实现了碳烟的减少。与此相对，图(b)表示主喷射的燃料压力较低的情况下的状态，在该情况下，主喷射的动量较低，逆挤气流较弱，因此在腔室底部周围的燃烧部向腔室中央部移动之前进行后喷射。因此，后喷射的喷雾F被向缺氧的区域喷射，导致碳烟的增加。图(c)表示在比图(b)的曲轴转角略微延迟的曲轴转角下执行后喷射的情况下的状态，与图(b)的状态相比，燃烧部向腔室中央部移动，因此能够向氧以某种程度存在的区域供给后喷射的喷雾F，实现了碳烟的减少。即使在减速时，后喷射的适当的喷射时机也因同样的理由而与稳定时不同。在减速时，通常燃料压力因响应延迟而与目标值相比变得过大，因此适当的后喷射的喷射时机进一步提前。专利文献1：日本特开2005-233163号公报专利文献2：日本特开2000-227061号公报
技术实现思路
本专利技术的目的在于避免因如上所述的过渡时的燃料压力的变化而引起的碳烟的恶化。本专利技术的柴油发动机的控制装置在具备能够进行多级喷射的燃料喷射喷嘴、且在主喷射刚结束后进行后喷射的直接喷射式柴油发动机中，具备：基于内燃机转速和负荷而对向上述燃料喷射喷嘴供给的燃料压力进行可变控制的单元；基于内燃机转速和负荷而对上述后喷射的喷射时机进行设定的单元；以及在内燃机的过渡时基于检测出的实际燃料压力而对上述后喷射的喷射时机进行校正的单元。在这样的本专利技术中，因过渡时实际燃料压力相对于目标燃料压力偏离而引起主喷射的动量的余缺，与此相对应地，能够使后喷射的喷射时机变得适当，能够更可靠地通过后喷射而实现碳烟的减少。附图说明图1是一个实施例的柴油发动机的结构说明图。图2是表示分割喷射的一个例子的说明图。图3是表示控制的一个例子的流程图。图4是表示控制的不同例子的流程图。图5是表示控制对应图的一个例子的说明图。图6是表示加速时的动作的时序图。图7是表示减速时的动作的时序图图8是表示后喷射的时间间隔与碳烟的关系的特性图。图9是表示主喷射的气体流动对后喷射造成的影响的说明图。具体实施方式下面，基于附图对本专利技术的一个实施例进行详细说明。图1是将本专利技术所涉及的直喷式柴油发动机1与其进气排气系统一起示出的结构说明图，活塞4可滑动地与形成于气缸体2的气缸3嵌合，并且在气缸体2的上表面固定的气缸盖5将气缸3的上端开口覆盖。在上述活塞4的顶面凹陷设置有凹型的腔室6。该腔室6形成为相对于活塞4的同心状，并具有较大的开口直径。另外，在上述气缸盖5侧、且在与上述腔室6的中心相对应的气缸3的中心位置配置有多喷孔的燃料喷射喷嘴7。在该实施例中，上述燃料喷射喷嘴7沿气缸3的中心轴线进行配置，即垂直地进行配置。在上述气缸盖5配置有一对进气阀8以及一对排气阀9，分别对进气端口10以及排气端口11的前端开口部进行开闭。这些进气阀8以及排气阀9各自的阀杆分别配置为与气缸3的中心轴线平行的垂直姿态。另外，在气缸盖5以与燃料喷射喷嘴7相邻的方式配置有预热塞12。各气缸的燃料喷射喷嘴7分别与示意性地示出的共轨13连接，并形成为下述结构，即，如果利用来自发动机控制单元16的驱动信号使得燃料喷射喷嘴7的气针(未图示)上升，则利用高压燃料泵14对供给至共轨13内的高压燃料进行喷射。共轨13内的燃料压力经由调压阀15而被发动机控制单元16调整为与运转条件相应的规定的压力。这里，上述燃料喷射喷嘴7是使用压电元件等的高响应性的部件，构成为能够将根据负荷而要求的总燃料喷射量分割为多级地进行喷射。该实施例的柴油发动机1具备涡轮增压机18，该涡轮增压机18的涡轮19配置于排气通路21的通路中，压缩机20配置于进气通路22的通路中。在排气通路21的比涡轮19靠下游侧的位置串联配置有预催化剂转化器23以及主催化剂转化器24。在进气通路22的比压缩机20靠上流侧的位置设置有空气流量计25以及空气滤清器26，在与比压缩机20靠下游侧的收集部28之间配置有中间冷却器27。并且，作为排气回流装置，具备：排气回流通路29，其将排气通路21的比涡轮19靠上流侧的位置与进气收集部28连通；以及排气回流控制阀30，其设置为用于将排气回流率控制为与内燃机运转条件相应的规定的排气回流率。上述涡轮增压机18成为利用废气旁通减压阀18a的开度调整而能够根据内燃机运转条件进行可变控制的形式的涡轮增压机。除了上述的空气流量计25以外，上述发动机控制单元16中还输入有来自对发动机转速Ne进行检测的转速传感器31、对共轨13内的油轨压力(实际油轨压力)rPrail进行检测的油轨压力传感器32、对进气温度Tin进行检测的进气温度传感器33、对增压压力Boost进行检测的增压压力传感器34、对大气温度Tatm进行检测的大气本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种柴油发动机的控制装置，该柴油发动机是具备能够进行多级喷射的燃料喷射喷嘴，且在主喷射刚结束后进行后喷射的直接喷射式柴油发动机，所述柴油发动机的控制装置具备：基于内燃机转速和负荷而对向上述燃料喷射喷嘴供给的燃料压力进行可变控制的单元；基于内燃机转速和负荷而对上述后喷射的喷射时机进行设定的单元；以及在内燃机的过渡时基于检测出的实际燃料压力而对上述后喷射的喷射时机进行校正的单元。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种柴油发动机的控制装置，该柴油发动机是具备能够进行多级喷射的燃料喷射喷嘴，且在主喷射刚结束后进行后喷射的直接喷射式柴油发动机，所述柴油发动机的控制装置具备：基于内燃机转速和负荷而对向上述燃料喷射喷嘴供给的燃料压力进行可变控制的单元；基于内燃机转速和负荷而对上述后喷射的喷射时机进行设定的单元；以及在内燃机的过渡时基于检测出的实际燃料压力而对上述后喷射的喷射时机进行校正的单元。2.根据权利要求1所述的柴油发动机的控制装置，其中，柴油发动机具备增压机，所述柴油发动机的控制装置还具备：基于内燃机转速和负荷而对目标增压压力进行设定的单元；以及在内燃机的过渡时基于检测出的实际增压压力而对上述后...

【专利技术属性】
技术研发人员：上原一将，
申请(专利权)人：日产自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP